JPS6325663A - マイクロカプセルトナ−の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電子写真などの静電潜像を乾式現像するための
圧力定着または低温定着性トナーに関する。

（従来の技術） 従来、乾式現像法としては、トナー粒子にキャリア粒子
、すなわち、ガラスピーズもしくは鉄粉を混合した二成
分系の現像剤を使用する方法、およびトナー粒子自体に
磁性を付与した一成分系トナーを用いる方法があり、さ
らには最近では耐環境性に優れた非磁性−成分系トナー
を用いる方法などが提案されている。

これらのトナーを製造する従来の方法としては。

熱可塑性樹脂、顔料・染料等の着色剤、ワックス。

可塑剤、電荷制御剤等の添加剤を加熱、）容融し、二次
凝集している着色剤を強い剪断力をかけて練肉し。

必要に応じて磁性粉を加えた後、加熱、熔融して均一な
組成物とし、これを冷却後、粉砕し１分級する方法がほ
とんどであった。

しかしながら、この粉砕方法より得られるトナーは品質
の面においては２　トナー粒子の大きさ、形状がまちま
ちであり、一般に不定形であるために、ＦＥＪ擦帯電特
性がそれぞれ異なり地汚れ、あるいは機内飛散の原因と
なり、またトナーの流動性が悪いため機内のホンパーか
らの補給が困難となってトラブルの原因となり、さらに
また粉砕時に発生するトナー粒子の破断面から分散した
磁性粉１着色剤等が離脱して、これらがトナーの印字耐
用枚数を縮めるなどの欠点があり、改良が望まれている
。また、製造工程の面からは、練肉工程に多大のエネル
ギーを要すること２分級を要するため工数が多いことな
どの問題点がある。

このために、スプレー乾燥方式、および）ヒ濁重合によ
って５球状トナーを得ようとする試みが提案されている
。しかし、前者においては溶液への熔解性の良い樹脂の
選択が必要であり、定着ドラムへのオフセット現像にお
いて問題が残っており、また、！＆者においてはブロッ
キング、オフセット現像においての問題が残っているた
め工業化がされていない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記のような問題点に対し、以下の諸項のよう
な効果が期待できる。

（ａ）練肉、粉砕工程に要する多大の′／Ｐ４費エネル
ギーを大幅に軽減する。

（ｂ）比較的粒子径及び形状の揃った均一なトナー粒子
が生成し、優れた／Ｎ、動性と摩擦帯電性を持つトナー
を提供する。

（ｃ）紙等への定着性及び着色機能、磁気的な拘束力等
は内部に持たせ、外殻には帯電機能のみを持たせるため
、磁性粉２着色剤等の離脱を消滅させる。

（ｄ）カプセル化により、従来ブロンキング等問題のあ
った低軟化点の樹脂、ワックスを使用できる。

（ｅ）熱的処理併用型衝撃式表面改質法を用い、マイク
ロカプセルトナーをより簡便に製造する。

（問題を解決する手段） すなわち１本発明は、樹脂もしくはワンラス１着色剤お
よび必要に応して磁性粉を、上記樹脂もしくはワックス
を熔解しない液体中で、上記樹脂もしくはワックスの溶
融温度で撹拌して電子写真用トナー組成物のエマルショ
ンとし、これを冷却した後エマルション粒子を上記液体
から分離、乾燥してトナー主粒子とし、ついで殼形成用
の熱可塑性樹脂微粒子及び電荷制御剤を上記トナー主粒
子と乾式混合することにより上記トナー主粒子の表面に
上記熱可塑性樹脂の融着した殻を形成せしめてなるマイ
クロカプセルトナーの製造方法である。

本発明によるマイクロカプセルトナーの製造方法をより
具体的に説明すれば、まずトナーの主要構成成分である
樹脂またはワックスを、軟化点以上に加熱された樹脂ま
たはワックスを熔解しない液体中に必要に応じて他のト
ナー構成成分である磁性粉、カーボンブランク等の顔料
もしくは染料と共に投入し。

高速撹拌することによりこれら必要なトナー構成成分を
含む溶融した樹脂またはワックスのエマルションを生成
する。ここで上記トナー構成成分は必要に応じて予め、
樹脂またはワックス中に予備分散ささせておく。また、
エマルション生成に際しては生成粒子の粒子径の調整及
び粒子の安定化を目的に界面活性剤を用いることもでき
、この界面活性剤は、トナー中に含有させても、液体中
に熔解させても良い。

界面活性剤としては陽イオン性、陰イオン性及び中性の
自体公知のいずれのものも使用できる。以上により生成
したエマルションは、氷または冷水を急激に注入する等
により急冷され、トナーの微粒子となる。これを口過、
スプレードライ決算公知の方法により乾燥する。このト
ナー主粒子の粒子径は、平均５〜２５μｍ、好ましくは
５〜１５μｍである。

上記で得られたトナー主粒子は、界面活性剤及びその他
の不純物が粒子表面に付着しており、そのままでは良好
なトナーとはなり得ない。そこでこのトナー主粒子表面
に電荷制御剤を含有した絶縁性の樹脂層を形成してマイ
クロカプセル化する。トナーをマイクロカプセル化する
には、トナー主粒子と、殼形成用の熱可塑性樹脂微粒子
と、必要な電荷制御剤等の添加剤とを機械的歪力をかけ
て混合し、熱可塑性樹脂微粒子を実質的に一次粒子とし
てトナー主粒子表面に静電気的に付着させ、ついで機械
的歪力を引き続き加えることにより、熱可塑性樹脂微粒
子がトナー主粒子表面に衝撃で発生する熱により融着し
。

さらに添加剤粒子はその表面に打ち込まれた形で固定さ
れる。

機械的歪力を加える混合器としては、工業的には。

粉体が流動床状態で、気流と共に高速で運動するような
混合機、または衝撃を与える羽根、ハンマーなどが取り
付けられているような混合機であり、このような混合機
の例としては、ＳＸミル（東洋インキ製造０２製、その
概要は特公昭５７−４３０５１号参照）、アトマイザ−
１自由粉砕機（Ｇｉｌｌ奈良機械製作所）、川崎重工業
■製粉砕機（ＫＴＭ　　１）などを例示することができ
これらの装置はそのまま、もしくは適宜本発明の目的に
合わせて改良して使用することができる。できれば循環
式であり、密閉系の装置が望ましい。

上記熱可塑性樹脂微粒子は、その平均粒子径が２μｍ以
下であることが必要で、１μｍ以下が特に好ましい。２
μｍより大きい粒子径では樹脂の熔融が完全に行なわれ
ないためカプセルの殻が不完全になる。

熱可塑性樹脂の使用量としてはトナーの全成分を基準と
して１〜５％である。また、電荷制御剤の使用量として
はトナーの全成分に対して０．１〜１％が好ましい。

以上の方法により製造されたマイクロカプセルトナーは
必要に応じてコロイダルシリカ等を外部添加することに
より、滑性、流動性を付与される。

本発明においてトナー主粒子として用いられる樹脂は、
定着機構等の差により広く選択でき２融点が加熱された
液体の温度層以下となるようなものであれば使用できる
。そのような）封脂としては、ポリスチレン系、スチレ
ンとアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、アク
リロニトリルあるいはマレイン酸エステルなどとのスチ
レンを含む共重合体系。

ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル系
、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリ酢酸ビニル系、
エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、炭化水素系樹脂１
石油系樹脂、塩素化パラフィンなど自体公知の樹脂を例
示することができ、これらは単独もしくは混合して使用
することができる。また、ワックスとしては１例えばポ
リオレフィン系ワックス。

マイクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、
カルナウバワックス、モンタンワックス、サゾールワッ
クス等があげられる。これらの樹脂またはワックスは単
独で用いても良いが、トナーとしての種々の特性改良を
目的として二種以上を混合しても良い。

本発明において殼形成用の熱可塑性樹脂としては上記ト
ナー主粒子の構成に使用した樹脂もしくはワックスが使
用できるが、圧力定着もしくは低温定着の機能を発揮さ
せるためには、トナー主粒子を構成する樹脂もしくはワ
ックスを比較的低温の軟化点とし、殻形成にはこれより
高い軟化点を有する樹脂を選択することが好ましい。

本発明においてトナー主粒子に配合される磁性粉として
は、各種のフェライト、マグネタイト、ヘマタイトなど
の鉄、亜鉛、コバルト、ニッケル、マンガンなどの合金
もしくは化合物などの自体公知のものを使用することが
できるが、その磁気的性質としては、５ＫＯｅの磁場下
における飽和磁化７０ｅｍｕ／ｇ以上、保磁力２０００
ｅ以下のものが特に好ましい。これらの磁性粉は結晶形
（立方晶、正八面体、針状等）、不定形２球形、米粒状
形等すべて使用できる。目的によっては分級したもので
あってもよいし、自体公知の表面処理２例えば疎水処理
あるいはシランカフプリング剤処理などを施したもので
あってもよい。

染料、顔料も種々のものが使用でき、これに限定されな
いが例示すると以下のようなものがある。

黄色顔料・染料 亜鉛黄、黄色酸化鉄、ハンザエロー、ジスアゾエロー、
キノリンエロー、パーマネントエロー。

赤色顔料・染料 ベンガラ、パーマネントレッド、リソールレッド。

ピラゾロンレッド、ウオソチャンレノドＣａ塩、ウオソ
チャンレッドＭｎ塩、レーキレッドＣ，レーキレンドＤ
、ブリリアントカーミン６Ｂ、ブリリアントカーミン３
Ｂ。

青色顔料・染料 紺青、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニン。

この他に、必要により橙色、紫色、緑色などの有色顔料
、酸化チタン、オイルブラックのような白色黒色の顔料
もしくは染料を使用することができる。

またトナー主粒子を生成する際の加熱液体であるが、取
り扱い易さの問題から水であることが望ましい。樹脂ま
たはワックスの融点が１００℃以上の場合、加圧するこ
とにより水でも沸点を上昇させることが可能であるがポ
リエチレングリコール、グリセリンなど水以外の液体を
使用しても差し支えない。

本発明における電荷制御剤は自体公知のものであり２例
えば、フエフトシュバルツーＨＢＮ、ニグロシンベース
、ブリリアントスピリットザボンシュバルツＸ、セレス
シュバルツＲｃ、８１４フタロシアニン染料などの染料
２合金染料があり、その他Ｃ０Ｉソルベントブラック１
，２，３，５，７．Ｃ，Ｉアシッドブランク１２３，２
２．２３．２８，４２，４３゜オイルブラック（Ｃ，Ｉ
２６１５０）、スピロンブラノクなどの染料、第４級ア
ンモニウム塩、ナフテン酸金属塩、脂肪酸もしくは樹脂
酸の金属石ケン、コロイダルシリカなどがある。

以下具体例によって本発明を説明する。例中部は重量部
を示す。

（実施例） 実施例１ マイクロクリスタリンワックス（融点７５°Ｃ）６０部
、磁性粉（戸田工業層ＥＰＴ５００）に予め不飽和脂肪
酸処理を施したちの３５部、カーボンブラック（キャボ
フト社製、Ｍｏｇｕｌ−Ｌ）２部を。

予め加熱し油状状態で予備撹拌する。

オレイン酸ナトリウムを水１００部に対し１部熔解し、
８０℃に採れた水中に上記油状トナー原料を投入し、高
速撹拌器（特殊機器ｉ！ＪＴＫホモミキサー）にてＰ！
！、拌し微細なエマルションを形成した。

撹拌を３分間続行した後停止し、大量の氷を速やかに投
入し、急冷した。そして上記生成物をスプレードライヤ
（ヤマト科学製、パルビスＧＡ−３１）にて熱風乾燥し
、トナー主粒子を得た。

このトナー主粒子１００部と平均粒子径０．４μｍの球
状ポリメチルメタクリレート微粒子５部及び電荷制御剤
（オリエント化学層、ボントロンＮ−０１）１部をスー
パーミキサーにて予備混合し、静電気的にポリメチルメ
タクリレート微粒子をトナー主粒子の表面に付着させた
。この粒子を密閉系とした７トマイザーに導入し機械的
歪力を加え、メチルメタクリレート微粒子をトナー表面
で熔融させ、さらにプラス荷電性コロイダルシリカ０．
３部を乾式混合し、トナー粒子とした。

このトナーを市販の複写機（キャノン製、ＰＣ−３０）
にて印字したところカブリの無い良好な画像を得た。

比較例１ 実施例１で行なったポリメチルメタクリレートによるカ
プセル化処理を行なわずに同様の試験を行なったところ
、トナー粒子の直流抵抗が低下して帯電が不均一になり
良好な画像は得られなかった。

実施例２ スチレン−アクリル樹脂（融点１００℃２重量平均分子
量１５０００）６０部、予め表面を樹脂コートした磁性
粉（関東電化工業型、ＷＢＣ−１００Ｃ）３５部、カー
ボンブラック（三菱化成製＃４０）２部を予め加熱し油
状状態で予備撹拌した。これを１２０　’ｃに加熱した
非水系界面活性剤を含んだポリエチレングリコール中に
投入し、ＴＫホモミキサーを用いて、３分間高速ｉｔ＋
したところ微細なエマルションを形成した。その後これ
を冷却し１ロ過工程を経て分離し、実施例１におけるポ
リメチルメタクリレートの代わりに平均粒子ｉ冬０．４
μｍのポリメチルメタクリレート／ブチルメタクリレー
ト共重合体粒子を用い実施例１と同様の後処理をし、ト
ナー粒子を得た。

これを市販の複写機（キャノン製、ＮＰ−１５０２）に
て印字したところ、カブリの無い良好な画像を得ること
ができた。

比較例２ 実施例２で行なったポリメチルメタクリレ−１−／ブチ
ルメタクリレート共重合体による処理を行なわずに同様
の試験を行なったところトナー粒子表面の残存不純物の
ため摩擦帯電が不均一になり、良好な画像が得られなか
った。

（発明の効果） 本発明は、従来のトナー装造において練肉、扮砕工程に
要した多大の消費エネルギーを大幅に軽減する。また１
粒子径の揃った均一な粒子が得られるため優れた流動性
を有する。また、トナー粒子の内部に着色剤、磁性粉を
配合し、トナー粒子の外殻には帯電機能のみを持たせた
ので、良好な■擦帯電性を有し、かつ内部添加材料の粉
砕時における離脱の無い良好なトナーを生成するもので
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、樹脂もしくはワックス、着色剤および必要に応じて
   磁性粉を、上記樹脂もしくはワックスを熔解しない液体
   中で、上記樹脂もしくはワックスの溶融温度で撹拌して
   電子写真用トナー組成物のエマルションとし、これを冷
   却した後エマルション粒子を上記液体から分離、乾燥し
   てトナー主粒子とし、ついで殼形成用の熱可塑性樹脂微
   粒子及び電荷制御剤を上記トナー主粒子と乾式混合する
   ことにより上記トナー主粒子の表面に上記熱可塑性樹脂
   の融着した殻を形成せしめてなるマイクロカプセルトナ
   ーの製造方法。 ２、トナー主粒子を構成する樹脂もしくはワックスと殻
   形成用熱可塑性樹脂の軟化点が異なるものである特許請
   求の範囲第１項記載のマイクロカプセルトナーの製造方
   法。 ３、殻形成用熱可塑性樹脂の軟化点がトナー主粒子を構
   成する樹脂もしくはワックスの軟化点より高いものであ
   る特許請求の範囲第２項記載のマイクロカプセルトナー
   の製造方法。 ４、殻形成用熱可塑性樹脂微粒子の粒子直径が２μｍ以
   下である特許請求の範囲第１項記載のマイクロカプセル
   トナーの製造方法。